C语言语法基础学习—动态分配空间（new和malloc的用法及区别）
前言
- 在 C 语言中，动态内存分配主要是通过
malloc()和free()函数来完成的。 - 而在 C++ 中是使用new和delete关键字，来动态分配内存。
虽然 C 语言没有 new，但 malloc() 和 new 在内存分配上的作用是相似的。下面我们详细解释 malloc() 和 new 的用法及其区别：
1. malloc()（C 语言中的动态内存分配）
malloc() 是 C 语言中用于动态分配内存的标准函数，定义在 <stdlib.h> 头文件中。它返回一个指向分配内存块的指针（如果分配成功），如果分配失败，则返回 NULL。
语法：
void* malloc(size_t size);
size：需要分配的字节数。- 返回值：返回一个
void*类型的指针，指向分配的内存空间。如果分配失败，返回NULL。
代码实例：
int *ptr = (int*)malloc(sizeof(int)); // 为一个整型变量分配内存
if (ptr == NULL) {printf("内存分配失败\n");
} else {*ptr = 10; // 使用分配的内存printf("%d\n", *ptr);
}
2. new（C++ 中的动态内存分配）
new 是 C++ 中的关键字，用于动态分配内存，它自动返回指向新分配内存的指针，并且会调用相应对象的构造函数。
语法：
type* pointer = new type; // 分配一个类型为 type 的单个对象
type* pointer = new type[n]; // 分配一个类型为 type 的数组
- 直接使用
new时，C++ 会自动计算内存大小并返回指向新分配对象的指针。 - 对于数组，
new[]会在分配内存时自动计算元素大小，并且可以存储数组的大小信息。
代码实例：
int* ptr = new int; // 为一个整数分配内存
*ptr = 10; // 使用分配的内存
cout << *ptr << endl;int* arr = new int[5]; // 为一个包含 5 个整数的数组分配内存
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
cout << arr[0] << ", " << arr[1] << endl;
3. malloc() 与 new 的区别
虽然 malloc() 和 new 都用于动态分配内存，但它们之间有一些重要的区别：
| 特性 | malloc() (C 语言) | new (C++ 语言) |
|---|---|---|
| 返回值 | 返回 void*，需要强制类型转换为目标类型的指针 | 返回目标类型的指针，无需类型转换 |
| 内存初始化 | 不初始化内存，分配的内存内容是未定义的 | 自动初始化（如果是基本类型的话，通常是未定义的；如果是对象类型，会调用构造函数） |
| 类型安全 | 返回 void*，需要进行类型转换 | 返回目标类型指针，类型安全 |
| 调用构造函数 | 不会调用对象的构造函数 | 会调用对象的构造函数 |
| 数组分配 | 需要手动计算数组元素的大小 | new[] 会自动计算数组的总大小 |
| 内存释放 | 使用 free() 来释放内存 | 使用 delete 或 delete[] 来释放内存 |
4. malloc() 的不足
-
不调用构造函数：
malloc()只负责分配内存，而不会初始化内存空间，也不会调用对象的构造函数。对于复杂类型（如类对象），这可能会导致问题。 -
无法自动释放内存：
malloc()分配的内存需要通过free()手动释放。如果忘记释放内存，会导致内存泄漏。 -
类型不安全：
malloc()返回的是void*类型，需要强制转换为目标类型指针，容易出现类型不匹配的问题。
5. new 的优势
-
类型安全：
new返回的是目标类型的指针，无需强制类型转换。 -
调用构造函数：
new不仅分配内存，还会调用对象的构造函数初始化对象（如果是类类型的话）。 -
自动管理内存：C++ 引入了
delete和delete[]，可以安全地释放通过new分配的内存，避免内存泄漏。
6. free() 与 delete 的区别
-
free()：malloc()和calloc()分配的内存需要使用free()来释放。 -
delete：new分配的内存需要使用delete来释放。如果是数组，使用delete[]。
例子：
int* ptr = new int; // 分配内存
delete ptr; // 释放内存int* arr = new int[5]; // 分配数组
delete[] arr; // 释放数组
总结：
malloc()是 C 语言中的内存分配函数，不会初始化内存，也不会调用构造函数。new是 C++ 中的内存分配操作符，会返回一个类型安全的指针，并且会调用构造函数初始化内存。malloc()与new的使用场景有所不同，在 C 语言中使用malloc()，而在 C++ 中推荐使用new。